冶金单梁LDY计算校核书

LDY1010.25 A6 电动单梁起重机 吊运熔融金属用） 校核计算书日期日期日期河南省天源起重机有限公司目录第一节 设备概述、型式及主要技术参数 3一、设备概述、型式及结构特点 3二、主要技术参数 11第二节 主梁计算12一、主梁断面几何特性12二、主梁强度的计算 16三、刚度计算21四、稳定性计算 24第三节 端梁计算25一、轮距的确定 25二、 端梁中央断面几何特性 26三、起重机最大轮压 28四、最大歪斜侧向力 31五、端梁中央断面合成应力32六、车轮轮轴对端梁腹板的挤压应力。挤33第四节 主、端梁连接计算34一、主、端梁连接形式及受力分析 34二、螺栓拉力的计算 35第五节、运行机构计算39一、运行机构电动机及减速机的选择40第一节 设备概述、型式及主要技术参数一、设备概述、型式及结构特点LDY 型电动单梁起重机（吊运熔融金属用）是按照质检办特2007375号 文关于冶金起重机械整治工作有关意见的通知、质检办特2008347 号文 关于开展压力管道元件和起重机械专项整治工作有关问题的通知及TSGQ0002-2008起重机械安全技术监察规程一-桥式起重机的有关条款研制出来的产品，是专用于冶金行业吊运熔融金属用的特殊单梁起重机。其外 形简图见图1.图1 冶金单梁起重机简图图 1.1 冶金单梁起重机主要参数表4i術）HlR75HE14951540ClnwC2841,5V2000B2500H310101110Pnax (t)0,480,5fl(1,5?0,550,570,59(1,610,660,750,770,790,73Offi0,87钛維 Pnax (t)5,555,575,59MP祢5,715,RO5,R?5,R?5,R95,9?趟ttlRg)的的R1407?41904?7?4490457R4Af749A?511?5?D7帘黑刑罟傅1 S(n)7,5R.599.510W.51111,5IPI?,51313.514n ii GnlotLDY 型电动单梁起重机（吊运熔融金属用）由主梁、端梁、冶金电动葫芦、 电气控制等四部分组成，大致结构与普通电动单梁起重机一样，其主要区别 在于：（一）、采用冶金电动葫芦：1）、冶金电动葫芦具有支持制动器和安全制动器，起升双重限位保护， 并设置超载保护等特点。（1）该型号电动葫芦采用制动、驱动、减速机三合为一体的结构，主要 由三部分组成，一为提升机构（电动与减速器直连，去掉了中间轴；）二为运 行机构；三为控制装置；使用、维护及检查非常便利，并能缩短检修周期；（2）电动机采用YZD系列锥形转子三相异步电动机，防护等级IP54，电 机绝缘等级为 H 级，电动锥形制动作为支持制动器；起升机构另增加了安全 制动器；（ 3）电动葫芦下面设置了高温隔热保护功能，有效避免了直接热辐射； （4）钢丝绳采用钢芯钢丝绳，具有耐高温特性；（ 5）起升机构设置超载限制器，当起重量达到额定起重量95%时，超载 限制器发出报警信号，当起重量达到额定起重量105%时，断开起升控制回路， 起升接触器释放，电机失电停止旋转；（ 6）起升机构实现上升限位双保护，第一级保护为断火限位保护，第二 级保护为断控保护；（7 ）控制响电器元件采用西门子接触器，控制箱防护等级IP54；（8）减速器采用标准模数圆柱齿轮，便于维修。（9）零部件通用程度大，互换性强。2）、双制动工作原理：在正常工作时第二制动不起作用，只有冶金电动葫芦在起升重物时，当 第一制动器失灵或者出现轴断、齿断重物自由下落时，当卷筒转速达到一定 的转速（正常转速的1.25 倍）时，凸轮作用在摆臂上的滚轮的离心力使摆臂 向外甩摆的幅度增大， 克服弹簧力，棘爪插入棘轮槽内，使卷筒停止转动， 此时重物停在空中。在摆臂的摆动时，摆臂上的凸体将行程开关压下，使下 降接触器断电不能下降而只能上升。为了将悬在空中的重物降到地面上，可 按动上升按钮，卷筒上升（与下降的转向相反） ，棘爪在几轮与弹簧的作 用下从棘轮槽中脱离出来，关闭上升按钮，卷筒停止上升（，因第一制动器失 灵）使重物自由下落在将达到正常转速的1.25倍，被再次制动，多次重复上 述行动可使重物安全降落到地面上。3）、双限位：为了防止上升极限的安全系数，设置了两套有效的双断电限位器，当上 升到安全极限位置时，第一套断上升接触器电极限，当第一套限位器断电失 灵时，而第二套限位立即把总接触器断电停止防止起升接触粘连。4）、重量限制器：该机为冶金用起重工具，为了安全生产使用，杜绝危险事故发生，避免 超载负荷使用。设置了超载重量限位器，当吊重物体达到额定载荷的90% 时，限位器发出报警：当达到 95%时，连续报警：达到 105%时，进行自动断 电停止工作，并检查载荷进行相适应得减载恢复正常使用。5）、隔热保护：为了进一步的对该机各部位环节的经常受到高温影响起到一定的耐高温 防护措施 ，设置在主机、吊钩的下方位进行整体加装双层隔热（内装隔热材 料）保护层装置。6）、钢丝绳：防止处于高温状态工作中的钢丝绳受到损伤，配置型号为18X7+1WS 耐高温钢芯钢丝绳。7）、电缆线：防止经常性处于高温环境易出现的线老化、粘连造成的断路，失控 等现象，发生危险，设置耐高温电缆线。8）、配电箱：避免由于高温所致的电器元件受损易出现故障，设置配电箱应远离 直接热源，装设在打车的一端处。9）、操作型式：保障作业中的安全生产使用及其他意外措施，最好设置地操+遥控器 控制型式。遥控器可供作业人员远距离安全操作使用。地操按钮可供监时性 遥控器出现故障时安全使用。10）、起升机构： 电动萌起升机构由起升电机与减速机直接连接，经减速驱动卷筒，缠绕钢丝绳带动吊钩装置上升或下降。1 1）、减速机： 减速机采用斜齿轮三级减速，齿轮及轴采用合金钢或优质碳素钢加工 而成，12）、卷筒装置卷筒采用铸钢或无缝钢管制造。利用花键传递动力，卷筒外壳用钢板焊 制而成，卷筒装置是葫芦的中心部分，其上通过与小车运行机构联接，其下 通过钢丝绳语调够装置联合工作，外罩的前上方安装有限位器导杆装置。13）、吊钩装置吊钩采用钢锻制而成，并用推力球轴承通过吊钩横梁与外壳联接， 使吊钩运转自如。14）、运行机构电动小车。运行电机、运行减速机、从动小车等共同组成运行机构其运行速度一般为10m/min、20m/min。15）、电器装置电器工作电压为三相交流50HZ、380V,控制电压为安全电压36V, 接触器采用3TB系列、3TF系列西门子交流接触器，电缆采用耐高温电缆。16）、设置安全保护装置安全保护有：短路保护、失压保护、双重限位保护、电气联锁保护 超速保护、超载保护、安全制动保护、隔热保护。17）、安全制动器工作原理正常工作状态下，安全制动器不工作，只有在吊钩超速时，安全制 动器工作、制动。（二）、大车主梁设有防热辐射措施：大车主梁底面（指主梁斜腹板及主梁工字钢下翼缘底面）粘贴有玻璃钢隔热层。（ 见图2 ）该玻璃钢隔热层在主梁结构计算时不做考虑。图2（三）、设计制造标准1、JB/T7688.1-95冶金起重机技术条件通用要求2、JB/T7688.15-1999冶金起重机技术条件铸造起重机3、质检办特【2007】375号4、质检办特【2008】347号5.GB3811-2008起重机设计规范6.GB6067-85起重机械安全规程7、JB/T1306-2008电动单梁起重机8、GB2106-80金属冲击试验方法9、JB928-97焊缝射线探伤标准10GB228-87金属拉伸试验标准11、GB2659-81焊接接头冲击试验方法12、GB231-84金属布氏硬度试验法13、GB10183-86桥式和门式起重机制造及轨道公差14、GB5905-86起重机实验规范和规程15、GB8919-88优质钢丝绳16、GB8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级17、GBJ232-86电气安装工程施工及验收规范18、JB4315-86起重机电控设备19、GB9286色漆和清漆漆膜厚度的规划试验20、GB6164-88起重机缓冲器二、主要技术参数起重量Gn=101；跨度L二10.25m；大车运行速度V二20 m/min；运工作制度 A6； 电动小车采用 10 吨冶金电动葫芦； 葫芦最大轮压 P =max葫芦起升高度=9m ；葫芦运行速度V=20 m/min；操纵型式：遥控。小车10吨电动单梁起重机（吊运熔融金属用）基本技术参数序号名称型号/单位参数值备注1起重量吨102操纵形式遥控3大车运行运行速度V、一米/分204电机型号ZDY 22-41H级绝缘5功率N千瓦2X1.56转速n转/分12007电 动 葫 芦电动葫芦型号HXYJ10-9M6（吊运熔融金属用）lOt8起升速度V旳起米/分79起升高度H 米910运行速度V二米/分2011电机型号ZDY21-41H级绝缘12功率N千瓦2X0.813转速n转/分120014最大轮压t2.015工作级别M616重量kg115017整机工作级别A618电源380V19车轮踏面直径mm27020轨道面宽mm7021跨度Lm10.2522起重机最大轮压t5.6723起重机总重kg4430含电动葫芦第二节 主梁计算一、主梁断面几何特性主梁及主要参数如下图3、图4八/7撫直 0.001010.00X： 0.00Yi 斗53.2SXi 7E3斗5斗7&已斗,1&丫： 455063028.65XY： 0.00Xi 566.39Yi 142.05主城熊请X 丫方向II 斗550630E8.65 # L0.00 -1.003J- 2G00909G47.19 * 1.00 0.00图5主梁断面尺寸及截面CAD计算机自动计算结果（单位：mm）通过AoTuCAD2000以上版本1:1画出主梁截面图，然后面域，再使用面域质量特性得出结论。由上图可得：1 主梁横截面面积；F=22551.97mm2=225.5197cm22.梁断面水平形心轴X、-X、位置Z=453.28mm=45.328(cm)3 主梁断面惯性矩；j =2600909647.19mm4=260090.96cm4Xj =455063028.65mm4=45506.30cm4y、主梁强度的计算根据这种结构形式起重机的特点，不考虑水平惯性力对主梁造成的应力 及其水平平面内载荷对主梁的扭转作用也可忽略不计。主梁强度的计算按第 II类载荷进行组合。对活动载荷，由于小车轮距很小，可以近似按集中载荷 计算。验算主梁跨中断面弯曲正应力和跨端断面剪应力。跨中断面弯曲正应力包括梁的整体弯曲应力和由小车轮压在工字钢下翼 缘引起的局部弯曲应力两部分，合成后进行强度校核。本起重机用于吊运熔融金属，所以金属结构许用应力计算应除以一个高 危险度系数Y，Y =1.1 ，载荷组合按B类算，强度安全系数n=1.34，故:nns1.34 yn23501.34 x 1.1=1594 kg / cm 2梁的整体弯曲在垂直平面内按简支计算。在水平平面内按刚接的框架计算。见图 61室/L 1 1 1 .L 1 1 1 J L 1 1 1 1 L 1 L 1 1 1 J L 1 1 1 1 L1 1 J J LJ L 1 1 1 1 L1 1 11 J L r 1 1 L 1 1 J L 1 1 1 cS/2s图61. 垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力(PS * .G .c * q S 2 )+ _室 + 式中；p =* .G +* .G= 1.242 n 4 葫x 10000 + 1 .12 x 1150 = 13688 kg其中Gn额定起重量Gn=10000kgG 葫电动葫芦自重 G=1150kg 冲击系数 按GB/T3811-2008计算得4 =1.124 2动载系数 按GB/T3811-2008计算得2=1.24S跨度，S=10.25m=1025cmZ主梁下表面距断面形心轴x-x的距离Z=45.328cmjx-主梁跨中断面对轴X-X的惯性矩；jx=260090.93c皿C操纵室重心支点的距离 c=0 cm（地操无此值）G 操纵室重量G =0kg（地操无此值）室室q桥架单位长度重量（均布载荷）（kg/m）q=1000F丫 +q 式中F-主梁断面的总面积；F=225.5197c圧=0.02255吐Y 材料比重Y =7.85 t/msq-主梁隔板重量所产生的均布载荷，查图纸得 q=13.95 kg/ m q=1000X0.02255X7.85+13.95=190.97 kg/ m=1.9097kg/cm符合要求Kii G 室+ K qS 2 kg/cm2 1400 kg/cm245.328(13688 x 1025260090 .93 42 81.12x01.12x1.9097 x1025 2+ +28=0.00017427751 x 3788442 .99875 = 660 .24 kg / cm 22. 主梁工字钢下翼缘局部弯曲计算 见图 7P轮E3 i cI图7(1)计算轮压作用点位置i及系数Ei=a+c-e 式中；i 轮压作用点与腹板表面的距离(cm)C轮缘同工字钢翼缘边缘之间的间隙；取c=0.4 cm一 b - d 12.8 - 1.2”d = 5.8 cm22e=0.164R 对普通工字钢，翼缘表面斜度为1/6R-电动葫芦走轮踏面曲率半径；可从电动葫芦样本查得； R=16.7cme=0.164X16.7=2.74 i =5.8+0.4-2.74=3.46g = i/ a二 3.46 三5.8=0.60b_d4图8(2) 工字钢下翼缘局部弯曲应力计算；见图8图8中1点横向(xy平面内)局部弯曲应力O 1由下式计算a k P 0.9 X 2.0 X 2000c = + 1 1 轮=+= + 400 kg / cm 21 t 23 20式中；a翼缘结构形式系数；贴补强板时取a =0.91-1K局部弯曲系数；查图9得K=2.011P轮一电动葫芦轮压P轮=2000kgt = t +6 ；t工字钢翼缘平均厚度，t=2.0cm06 -补强板厚度 6 =1.0cmt 2=(2+1)2=9cm20图 9 局部弯曲曲线图图8中1点纵向（yz平面内）局部弯曲应力o由下式计算2akP12 轮t20.9 x 0.6 x 2000= 120 kg / cm 2式中；a翼缘结构形式系数；贴补强板时取a =0.91-1K-局部弯曲系数；查图9得K=0.622P轮一电动葫芦轮压P轮=2000kgt二t +6 ；t工字钢翼缘平均厚度，t=2.0cm06 -补强板厚度 6 =1.0cmt 2=(2+1)2=9cm20图8中2点纵向(yz平面内)局部弯曲应力o由下式计算3d k P23 轮t201.5 x 0.4 x 200032=133 kg / cm 2式中；K-局部弯曲系数；查图9得K=0.4;33a翼缘结构形式系数；贴补强板时取a =1.52-23. 主梁跨中断面当量应力计算图8中1点当量应加当1由下式计算b =2 + ( b + b )2 b( b + b ) =、： 400 2 +( 120 + 660 .24)2 一 400( 120 + 660 .24)= 676 kg / cm 2当 112X12X 676 kg/cm2o=1594 kg/cm2符合要求许图8中2点当量应力o由下式计算当 2o =o +o当 2 x 3=660.24+133=793.24 kg/cm2o=1594 kg/cm2符合要求许三、刚度计算冶金单梁桥式起重机应对主梁的垂直静刚度和水平静刚度进行验算，并 必须符合要求。而对动刚度一般可不验算，只有在使用上提出特殊要求时， 如高速运行或精确安装的起重机，尚需验算动刚度。1. 垂直静刚度计算Ps 3 sf = w f=48EJx1000式中；f主梁垂直静挠度（cm）P-静载荷 P=G+G =10000+1150=11150（kg）n 葫S跨度S=1025cmE材料弹性横量，Q235钢的E=2.1X106 kg/cm2j主梁跨中断面垂直惯性矩（emJj =260090.96cimxXf许用垂直静挠度（cm）；按GB/T3811-2008高定位精度特性起重机（冶金吊）取f= S/1000=1025/1000=1.025 cmPs311150 x 1025 3sf = 0.46cm f = 1.025 cm48Ejx 48x2.1x106x260090.961000 0.46cmW 1.025cm付合要求2. 水平静刚度计算f=水P1S348EJyS f =-水 2000式中；f 主梁水平静挠度（cm） 水P水平惯性力（kg）P = P/20=11150/20=557.5kgj -主梁跨中断面水平惯性矩 (cm4) j =45506.30cm4 yyf许用水平静挠度(cm)；取f = S/2000=1025/2000=0.5125cm水水f=水P S 3557.5 X 1025 3=0.131 cm48Ejy 48X2.1X106X45506 .3.0.131cm 0.5125cm符合要求注：系数丄的选取是按p惯=pa平=Gn + G X 0.5 1 （Gn + G）20 g9 .820p 一水平惯性力（kg） 惯g 一重力加速度g=9.8米/秒2a 平一起重机运行的平均加速度，当驱动轮为，总轮数的1/2时，一般取a平=0.5米/秒2左右3. 动刚度计算在垂直方向上的自振周期T = 2兀 T = 0.3式中：T一自振周期（秒）M一起重机和葫芦的换算质量（单位：公斤秒2/厘米）11M二一(0.5qs + G ) =(0.5 x 1.9097 x 1025 + 1150 ) = 3.22kgs 2 /cmg葫 980g一重力加速度(g=9.8米/秒2=980cm/秒2)q一主梁均布载荷(kg/m), q=1.9097kg/cmK桥梁在垂直平面内的刚度，K=96EjxS396 门.10260090 .96 = 48690 kg /cm1025 3E弹性模量 E=2.1X106 (kg/cmOjx一主梁跨中断面垂直惯性矩(cm4)j =260090.96cm4XS跨度S=1025cmT = 2兀2 x 3.1415926x=0.05 秒 T = 0.3秒.0.05秒W T=0.3秒 符合要求四、稳定性计算稳定性计算包括两部分，即主梁“整体稳定性计算和主梁腹板受压翼缘 板的局部稳定性计算。1、起重机整体稳定性当主梁具有足够的水平刚度时，就能明显的阻止主梁断面的扭转。当主梁水平挠度f水 亠时，即水平刚度得以保证，一般可以不计算主梁的整体稳定性。 水 2000本产品均能保证水平刚度，所以以下将不再计算主梁的整体稳定性。2、主梁腹板的局部稳定性一般当主梁腹板受拉区直接作用有集中轮压时可以不考虑集中轮压对腹板稳定性的影响。本产品正符合这一特征，即葫芦小车的轮压是作用在主梁的受拉区，所以以下也将对主梁腹板局部稳定性不予以计算。3、受压翼缘板局部稳定性本产品主梁是由冷压成形的U型槽钢通过每隔一间距的横向加劲板及斜侧板同工字钢组焊成一体， U 形槽钢的两园角都将大大减小翼缘板（上盖板）的 局部不稳定性，有关这方面的计算，此处暂不计算。第三节 端梁计算本产品的端梁结构采用钢板冷压成U行槽，再组焊成箱形端梁。见图10。 端梁通过车轮将主梁支承在轨道上。端梁同车轮的连接形式是将车轮通过心 轴安装在端梁端部腹板上。端梁应验算中央断面（支承主梁处断面）的弯曲应力和支承在车轮处断面 的剪应力；还应验算车轮轴对腹板的挤压应力。图 10一、轮距的确定K= (1/71/5) S= (1/71/5) 10.25=1.46-2.05m取 K=2.0m.二、端梁中央断面几何特性根据系列产品设计资料，初步给出端梁断面尺寸，断面尺寸及截面几何特 性 CAD 计算机自动计算结果如图11。10660.003272.00Xi -110.00120.00Yi 0.00斗 03.00Xi斗己斗DY： 192.54X： 597746413.33丫： 108273083.33XYi 93327675.00Xi 236.80Yi 100.78珈肄地X-Y郝|I： 8S761927.29 牯 L0.06 1.001：02926541.60 沽-1.00 0.063图 11 端梁中央断面尺寸及截面特性CAD计算机自动计算结果（单位：mm） 通过AoTuCAD2000以上版本1:1画出主梁截面图，然后面域，再使用面域质 量特性得出结论。由上图可得：1. 截面总面积F=10660mm2=106.6cm22. 形心位置Y=192.54mm=19.254cmX=42.4mm=4.24cm3. 截面惯性矩J=202926541.6mm4=20292.65cm4XJ=88761927.29mm4=8876.2cm4y4断面模量J 20292 .65Wx =十=1053 .9cm 3Y 19.254J 8876 .2Wy =y= 602 .2cm 3X +10.514.74三、起重机最大轮压此冶金单梁起重机是由四个车轮支承的，起重机的载荷通过这些支承点传到轨道上。1起重机支承反力作用见图 12。图 122起重机最大轮压的计算带额定载荷小车分别移动到左、右两端极限位置时，按第II类载荷计算最大轮压。1）地面操纵，载荷移到左端时，各车轮轮压：(p Gn + p G )244p - q - s p G+4+4端 + p G24 轮主+ * G4驱(p Gn + p G24_葫p q s p G+4+4_端 + p G24 轮主+申G4驱(p Gn + p G24葫屮-q - s 申G+4+4一端 + 屮 G24 轮从(p Gn + 申 G24葫p q - s P G+4+4端 + p G24 轮从式中：e 动载系数 按GB/T3811-2008计算得e =1.24 22e 冲击系数 按GB/T3811-2008计算得 e =1.12 44G 端梁重 G （kg ）丄山丄山端端 =G 一主动车轮装置重（kg）轮主G 一驱动装置重（kg）,近似以为G完全由主动车轮承受。驱驱S一跨度（cm）。L 跨中至载荷的极限位置之距离（cm）。1式中; Gn-额定起重量.Gn =10000 KgG -电葫芦重量.G =1150Kg葫葫G 端梁重量 查图纸得G =205 Kg丄山丄山端端G 一主动车轮装置重量.（60轮槽）查图纸得 G =65.2 Kg轮主轮主G 从动车轮装置重量 （60轮槽）查图纸得 G =55.7 Kg轮从-轮从G -驱动装置重量 查图纸得G =54.17 Kg驱驱G -操纵室重量G =0Kg操操q-主梁单位长度重量 q =1.9097Kg/cmL跨度L=1025cmK轮距 L=200cm主梁重心到小车左极限位置距离查图纸得L =428.35cm1主梁重心到小车右极限位置距离查图纸得L=381.5cm2N =心4 * 10000 + 1 12 % 1150)i + 2 % 428 出+ 1.12 x 1.9097 x 1025 A4(1025 丿41.12 x 205+2+ 1.12 x 65.2 + 1.12 x 54 .17 二 6282 .1 + 548 .1 + 114 .8 + 133 .7 二 7078 .7kgN N24 x 10000 + 1 12 x 1150)(1 - 2 x 428 .35 + 1.12 x 1.9097 x 1025 + 1.12 x 205 + 1.12 x 65.2 + 1.12 x 54.17 = 561.88 + 548.1 + 114.8 + 133 .7 = 1358 .5kg B4(1025 丿42N =也 x 10000 + Z x 1150 ) +12 x 収97 x 1025 + 1.12 x 55.7 = 561 .88 + 548 .1 + 114 .8 + 62 .384 = 1287 .2kgC4(1025 丿42N = ” 1000012 x1150)f 1 + 小 x9097 x 1025 + 1.12 x 55.7 = 6282 .1 + 548 .1 + 114 .8 + 62 .384 = 7007 .4kgD4(1025 丿422）地面操纵，载荷移到右端时，各车轮轮压：(Q Gn + Q G24葫Q - q - s p G+4+4端 + Q G+ Q G4驱(Q Gn + Q G )244(Q Gn + Q G )2444+ 4_端42Q - q -s Q G4-+4_端 -42Q - q-s Q G4+4端42+4 轮主4 轮从+Q G4 轮从G.24 X 10000 + 1 12 X 1150)1_ 2 X 381 .5 J.12 X 厲7 X 1025 +1025112 X 205 + 1.12+Q G4驱X 65.2 + 1.12x 54 .17 = 874 .7 + 548 .1 + 114 .8 + 133 .7 = 1671 .3kg也 X 咖0 + 112 X 1150)f 1 +1 + X 八叱 +1025x 65 .2 + 1.12X 54 .17 = 5969 .3 + 548 .1 + 114 .8 + 133 .7 = 6765 .9kg381 .5 + 1.12 x 1.9097 x 102510251.12 x 205+ 1.12X55.7=5969.3+548.1+114.8+62.384 =6694.6kg424 轮主X55.7=874.7+548.1+114.8+62.384 =1599.4kg X 1000012 X1150 )1 -十+ 小 X 1.9097 X 1025 + 亠込 + 1.12 1025地操冶金电动单梁起重机，它的最大轮压是在当载荷移动到左端极限位置时的驱动轮A上，即N为最大轮压。NA= 7078.7 Kgmax四、最大歪斜侧向力起重机运行时，由于各种原因会出现跑偏歪斜现象，此时车轮轮缘与轨道侧面的接触并产生与运动方向垂直的侧向力S1。如图13。图 13由图 13 知，当载荷移动到左端极限位置时，地面操纵时，最大轮压N =7078.7 Kg,并认为N二N ，这时最大侧向力S二入NAA D D式中 N-最大轮压N= 7078.7 Kg入一侧压系数。对于轮距K同跨度L比例关系在K/L=1/51/7之间时, 可取入0.1。S=0.1X7078.7 707.9 KgD当载荷移动到右端极限位置时，地面操纵时，最大轮压为N=6765.9KgB并认为N二N，这时最大侧向力S二入N=0.1X6768.9676.9 KgC B B B五、端梁中央断面合成应力由于是地面操纵，所以最大侧向力考虑当载荷移动到左端极限位置时，最大侧向力在轮A上，即S二S=707.9KgADN - k S - k r 1g =+ ki2W2WyX式中 K-轮距K=200cmS 最大侧向力 S=707.9KgA-AN-最大轮压N= 7078.7 KgW W 端面模数 W =1053. 9 cm3W =602. 2cm3X ， Y X Y许用应力，本起重机用于吊运熔融金属，所以金属结构许用应力计算应除以一个高危险度系数y，丫 =1.1 ，载荷组合按II类算，强度安nn全系数n=1.34，故：许用应力。许Im yng2350s=1594 kg / cm 21.34 x1.17078.7 x 200707.9 x 200g =1= 789 .2kg/ cm 2i=1594 kg / cm 22x1053 .92x602.2六、车轮轮轴对端梁腹板的挤压应力o挤图 10 的 B-B 截面如图 14。15NLDB-B图 14车轮轴对端梁支承腹板的挤压应力为0挤PoQ =挤do 5 oN G、2do 5o挤NPo =(kg )2o 许用挤压应力(kg/cm2),挤本产品对Q235材料的O挤取o =1150kg/cm. 挤式中 N-最大轮压 N=7078.7 Kg6 -端梁支承板厚度6 =1.5 cm00d- 端梁腹板轴孔直径 d=7.5 cm00o 挤许用挤压应力o 挤=1150 Kg/cm27078 .72 x 7.5 x 1.5二 314.6kg / cm 2 V o =1150 Kg/cm挤符合要求.第四节 主、端梁连接计算一、主、端梁连接形式及受力分析（一）、主、端梁连接形式 本产品主、端梁连接是采用螺栓+减载凸缘结构的形式，如图15 所示。 考虑到产品加工的通用化，本系列产品不管吨位，跨度大小，均采用同 一种结构，同一种尺寸规格的连接形式，即主梁两端同横梁之间各用8个M20 的螺栓（高强螺栓）连接。（二）、受力分析这种结构的连接形式，经分析可以认为在主、横梁之间，垂直载荷由凸 缘承受，凸缘将承受剪力及挤压力。这种情况下的螺栓主要承受拉力，其拉 力主要是由起重机运行时的歪斜侧向力S1和起重机支承反力所造成的。一般 水平惯性对螺栓的影响可忽略而不计。图15中，经受力分析，设螺栓d受拉 力最大，以下将从螺栓 d 为计算对象。因本产品，这里仅验算最大轮压一侧 的主. 端梁 连接强度。28q融败 8 r1二、螺栓拉力的计算已知参数：起重量Gn=10000 Kg,跨度L=1025 cm,起重机运行速度V=20 米/分。1 起重机歪斜侧向力矩的计算；如图13起重机歪斜侧向力矩为M二S1KSS1-歪斜侧向力；由前节计算得S1=S=707.9KgK-轨矩 K=2.0米M =2.0X707.9 = 1415.8 Kg mS2. 歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算；见图15(b)；对螺栓 d 拉力 N;1N=2.5 M X/EX21Si式中：系数 2.5 是考虑螺栓预紧力及载荷不均性的影响;M 歪斜侧向力矩；M =1415.8血 m；SSX螺栓d距离图15(b) YY轴的距离X=0.57m工X2-每个受拉螺栓距离图15(b) YY轴的距离平方之和 血)。N=2.5X1415.8 X0.57一(4X0.572+4X0.032)1=2017.515 一 1.3032 = 1548.12Kg3. 起重机支反力对螺栓的作用力矩当载荷移动到非最大轮压一侧的极限位置时,取端梁作为受力分离体其受力图如图16。取C点为受力平衡点；EM =0得 M 二M 二R ICR N B0式中I 如图取I =0.12m00M 一支反力R对C点作用力矩（Kgm ）RBM 所有受拉螺栓对C点作用力矩（Kgm ）NR -起重机右端（图 12） 支反力可以认为是BR=N+N=6765.9+6694.6 = 13460.5Kg BBC M= M= R I =13460.5X0.12 = 1615.26 Kg mN R B04. 支反力矩对螺栓的拉力N =2.5M Y/EY22NI式中M 各螺栓力矩之和 M =1615.26 KgmNNY距离z轴最远的螺栓中心线至图16中z一z轴的距离(m) Y=0.35m 工Y2每个螺栓中心线至图16中zz轴的距离平方之和I2.5-考虑螺栓预紧力及载荷不均性的影响;N=2.5XM X0.35一(2X0.352+2X0.252+2X0.152+2X0.052) 2N=2.5X1615.26X0.35一0.42=3365.13 Kg5. 螺栓承受的总拉力N0N=N+N=1548.12+3365.13=4913.25Kg0126. 验算螺栓强度受力螺栓强度NQ =0 FO式中 N-螺栓总拉力N=4913.25 Kg00F -螺栓净断面面积； 0Fo3.14 x1.675 242.2 cm2d螺栓小径，对高强螺栓M20, d =1.675 cm00o -螺栓的许用应力(Kg/cm2) 0 =(0.50.6)OS其中0 材料的屈服极限；对材料高强M20螺栓，o =9400 Kg/cm,S 0.2N 4913 .250 =F 2 .2O0 =0.5X9400=4700 Kg/cm2= 2233 .3 kg / cm 2 b= 4700 kg / cm 27. 凸缘垂直剪切应力计算剪应力cRB 訂Fc截面形状系数，受剪截面为矩形截面时取C = 1.5R -起重机右端（图 12） 支反力， R=N+N=6765.9+6694.6 = 13460.5KgB B B C,一受剪面积(cm2)见图 15(b)F, =2X60=120cm2FFT许用剪切应力(kg/cm2)对于 Q235-B材料，O =2350kg/cm2,1.34及 1.1 s为系数，t qj31 .7321594 31 . 732kg / cm 2=1.5 x13460 .5120= 168 .3 kg / cm 2符合要求*.*T =168.3kg/cntV t =920kg/cm8. 支承连接处，对凸缘的挤压应力挤压应力q = RB |q r 挤f 端R 支反力(kg), R =13460.5 Kg BBF” 一承压端面面积(cm2)见图 15(b)、(c) , F“ =0.8X60=48cmq、端面承压时，对于Q235-B材料，o =2350kg/cm2,1.34及1.1为系数 端sq、=2350/1.34/1.1=1594kg/cn2端q = RB = 13460 .5 = 280.4kg / cm 2 V 匸、=1594 kg/cnt挤 F48端符合要求。第五节、运行机构计算运行机构主要是用来作水平运移物品的，根据冶金电动单梁桥式起重机的 使用，操作特点，其运行速度将随着操纵形式而不同。一般地面操纵的起 重机运行速度必须小于操作者的步行速度V步=50 米/分），本产品确定地 面操纵运行速度20米/分。运行机构由驱动装置（电动机），制动装置（制动器）传动装置（减速器）， 车轮装置四部分组成,LDY型冶金电动单梁桥式起重机运行机构如图17所示, 驱动同制动装置是由一台锥形制动电动机构成，地面操纵是采用带有平面制 动器的锥形鼠笼制动电动机，传动装置是由一闭一开式齿轮减速器所构成， 车轮装置是由一固定心轴（车轮轴）安装在横梁上。本产品起重机运行机构的驱动形式是采用分别驱动，即由两套独立，完 全无机械联系的运行机构组成。在改善起重机跑偏，啃道现象中，分别驱动 将优越于集中驱动。图 17、运行机构电动机及减速机的选择1）运行摩擦阻力+ Gn+ Gn)fo式中：Go起重机自重（包括葫芦重）（kg）Go=4430kgGn额定起重量(kg)Gn=10000kgK滚动摩擦系数（cm）（见表1）因车轮直径270mm，故取k=0.032 d一车轮轴承内径（cm）查图纸得 d=6cmM 轴承磨擦系数（见表2） p =0.015K 附加磨擦阻力系数，对于分别驱动的园柱车轮踏面，支承车轮的轴承 附为滚动轴承时，取K =1.5附D 一车轮直径（cm）D =27cm轮轮fo普K附单位磨擦阻力系数P =(4430 + 10000 )x+x 1.5 = 123.4567 kg摩27滚动磨擦系数表1钢轨型号车轮直径（mm）250300350400500轻重钢轨钢质车轮或方钢0.0300.0350.0400.0450.050轴承磨擦系数表p表2轴承形式滚动轴承轴承结构滚珠式或滚柱式锥形滚子式0.0150.022 满载运行时最大坡度阻力P = K（Go + Gn ）= 0.001 x（ 4430 + 10000 ） = 14.43 kg 坡坡式中：k 起重机轨道允许有一定的倾斜，但对在钢筋混凝土基础和金属梁坡上的轨道取轨道坡度阻力系数k =0.001坡3 满载运行时最大风阻力可以不考虑风载荷，因为该起重机主要是用在室内工作.4、满载运行时总静阻力P = P + P = 123 .4567 + 14 .43 = 137 .8867 （kg ） 静摩坡5、载运行时电动机的静功率丄静=137 .8867 x 20 = 0.25 丘训6120 耳-m 6120 x 0.9 x 2式中：V起重机运行速度（米/分）V=20m/minn 运行机构传动效率，本产品取n =0.9m一电动机个数m=2初选电动机 N = K N = 1.2 x 0.25 = 0.3kw计电 静式中： k 电动机起动时，克服惯性的功率增大系数， k =1.2电电 由计算功率，选择标准（或专用）电动机。探LDY